发光元件、发光装置、电子设备及照明装置制造方法
发光元件、发光装置、电子设备及照明装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种外部量子效率高的发光元件。提供一种寿命长的发光元件。一种发光元件，在一对电极之间具有发光层。发光层至少包含磷光化合物、具有电子传输性的第一有机化合物（主体材料）及具有空穴传输性的第二有机化合物（辅助材料）。发光层具有第一发光层和第二发光层的叠层结构，并且，相比第二发光层，第一发光层包含更高比例的第二有机化合物。另外，在发光层（第一发光层及第二发光层）中，第一有机化合物和第二有机化合物的组合形成激基复合物。
【专利说明】发光元件、发光装置、电子设备及照明装置
【技术领域】
[0001] 本发明的一个方式涉及一种通过施加电场来能够提供发光的有机化合物设置在 一对电极之间的发光元件，另外，还涉及一种具有这种发光元件的发光装置、电子设备以及 照明装置。
【背景技术】
[0002] 具有如薄型、轻量、高速响应性及低电压直流驱动等的特征的包含有机化合物作 为发光体的发光元件被期待应用于下一代平板显示器。一般来说，与现有的液晶显示装置 相比，其中发光元件配置为矩阵状的显示装置被认为具有视角宽且可见度高的优点。
[0003] 发光元件的发光机理被认为如下：当在夹有包含发光体的EL层的一对电极之间 施加电压时，从阴极注入的电子和从阳极注入的空穴在EL层的发光中心复合来形成分子 激子，并当该分子激子返回到基态时放出能量且发射光。单重激发态和三重激发态作为激 发态已被了解，并且被认为经过上述任一种激发态都可以获得发光。
[0004] 为了提高这种发光元件的元件特性，已积极地进行元件结构的改进、材料的开发 等(例如，参照专利文献1)。
[0005] [专利文献1]日本专利申请公开2010-182699号公报。
【发明内容】
[0006] 然而，据说现状的发光元件的光取出效率为20%至30%左右。即使考虑到由反射 电极或透明电极的光吸收，包含磷光化合物的发光元件的外部量子效率也有25%左右的极 限。
[0007] 在本发明的一个方式中，提供一种具有高外部量子效率的发光元件。在本发明的 另一个方式中，提供一种寿命长的发光元件。
[0008] 本发明的一个方式是一种发光元件，该发光元件在一对电极之间具有发光层。该 发光层至少包含磷光化合物、具有电子传输性的第一有机化合物(主体材料）以及具有空穴 传输性的第二有机化合物(辅助材料)。发光层具有包括第一发光层和第二发光层的叠层结 构，并且，相比第二发光层，第一发光层包含更高比例的第二有机化合物。在发光层(第一发 光层及第二发光层）中，第一有机化合物和第二有机化合物的组合形成激基复合物。
[0009] 本发明的其他方式是一种发光元件，该发光元件具有在阳极与阴极之间的发光 层、在阳极与发光层之间的空穴传输层以及在阴极与发光层之间的电子传输层。该发光层 是第一发光层和第二发光层的叠层，该第一发光层至少包含磷光化合物、具有电子传输性 的第一有机化合物及具有空穴传输性的第二有机化合物且接触于空穴传输层，该第二发光 层至少包含磷光化合物、具有电子传输性的第一有机化合物及具有空穴传输性的第二有机 化合物且接触于电子传输层。第一有机化合物和第二有机化合物形成激基复合物。相比第 二发光层，第一发光层包含更高比例的第二有机化合物。
[0010] 另外，在上述各方式中，与第一有机化合物(主体材料）和第二有机化合物(辅助材 料）的每一个的发光波长(荧光波长）相比，由第一和第二有机化合物(主体和辅助材料）形 成的激基复合物的发光波长位于长波长一侧。因此，通过形成激基复合物，第一有机化合物 (主体材料)的荧光光谱和第二有机化合物(辅助材料)的荧光光谱可变换为位于更长波长一 侧的发射光谱。
[0011] 因此，由于在发光层中的激基复合物的形成，本发明的一个方式的发光元件可以 利用与第一和第二有机化合物的各发光波长(荧光波长）相比位于长波长一侧的激基复合 物的发射光谱与磷光化合物(客体材料）的吸收光谱的重叠来转移能量，由此该发光元件可 以得到高能量转移效率和高外部量子效率。
[0012] 另外，在上述方式中，发光层中的第一发光层与第二发光层也可以包含相同的磷 光化合物或者不同的磷光化合物。注意，当包含不同的磷光化合物时，从第一发光层发射的 光具有比从第二发光层发射的光短的波长。
[0013] 另外，在上述方式中，激基复合物也可以由第一有机化合物的阴离子及第二有机 化合物的阳离子形成。
[0014] 在上述方式中，磷光化合物也可以是有机金属配合物，第一有机化合物也可以主 要是具有KT 6CmVVs或更高的电子迀移率的电子传输材料，尤其是缺π电子型杂芳族化合 物，并且第二有机化合物也可以主要是具有KT 6CmVVs或更高的空穴迀移率的空穴传输材 料，尤其是富电子型杂芳族化合物或芳香胺化合物。
[0015] 此外，本发明除了具有发光元件的发光装置之外在其范围内还包括具有发光装 置的电子设备及照明装置。本说明书中的发光装置是指图像显示装置及光源(例如，照明 装置)。另外，发光装置包括如下所有模块：连接器诸如柔性印刷电路（Flexible printed circuit :FPC)或载带封装（Tape Carrier Package :TCP)安装在发光装置的模块；印刷线 路板设置在TCP端部的模块；以及集成电路（IC)通过玻璃上芯片（Chip On Glass :COG)方 式直接安装在发光装置上的模块。
[0016] 另外，由于在发光层中的激基复合物的形成，本发明的一个方式的发光元件可以 利用与第一和第二有机化合物的各发光波长(荧光波长）相比位于长波长一侧的激基复合 物的发射光谱与磷光化合物(客体材料）的吸收光谱的重叠来转移能量，由此该发光元件可 以得到高能量转移效率和高外部量子效率。
[0017] 再者，本发明的一个方式中的发光层具有包括第一发光层和第二发光层的叠层结 构。第一发光层和第二发光层都包含具有电子传输性的第一有机化合物(主体材料)和具有 空穴传输性的第二有机化合物(辅助材料)，并且相比第二发光层，该第一发光层包含更高 比例的第二有机化合物(辅助材料)。由此，在发光层内可以使载流子(空穴和电子)平衡，并 且在发光层中形成的激子可以分布在第一发光层与第二发光层之间的界面处。这可以防止 发光层因激子密度的局部增高而劣化。
【专利附图】
【附图说明】
[0018] 图IA和IB表示本发明的一个方式的概念。
[0019] 图2示出根据本发明的一个方式的计算结果。
[0020] 图3A1、3A2、3B1、3B2、3C1和3C2示出根据本发明的一个方式的计算结果。
[0021] 图4表示对本发明的一个方式中应用的激基复合物的能级。
[0022] 图5表示发光元件的结构。
[0023] 图6A和6B都表示发光元件的结构。
[0024] 图7表示发光装置。
[0025] 图8A和8B表示发光装置。
[0026] 图9A至9D表不电子设备。
[0027] 图IOA至IOC表不电子设备。
[0028] 图11表示照明装置。
[0029] 图12表示发光元件1的结构。
[0030] 图13示出发光元件1的电流密度-亮度特性。
[0031] 图14示出发光元件1的电压-亮度特性。
[0032] 图15示出发光元件1的亮度-电流效率特性。
[0033] 图16示出发光元件1的电压-电流特性。
[0034] 图17示出发光元件1的发射光谱。
[0035] 图18示出发光元件1的可靠性。
[0036] 图19示出发光元件2的电流密度-亮度特性。
[0037] 图20示出发光元件2的电压-亮度特性。
[0038] 图21示出发光元件2的亮度-电流效率特性。
[0039] 图22示出发光元件2的电压-电流特性。
[0040] 图23示出发光元件2的发射光谱。
[0041] 图24表示发光元件3的结构。
[0042] 图25示出发光元件3的电流密度-亮度特性。
[0043] 图26示出发光元件3的电压-亮度特性。 [0044] 图27示出发光元件3的亮度-电流效率特性。
[0045] 图28示出发光元件3的电压-电流特性。
[0046] 图29示出发光元件3的发射光谱。
[0047] 图30示出发光元件4的电流密度-亮度特性。
[0048] 图31示出发光元件4的电压-亮度特性。
[0049] 图32示出发光元件4的亮度-电流效率特性。
[0050] 图33示出发光元件4的电压-电流特性。
[0051] 图34示出发光元件4的发射光谱。
[0052] 图35示出发光元件4的可靠性。
[0053] 图36示出发光元件5的电流密度-亮度特性。
[0054] 图37示出发光元件5的电压-亮度特性。
[0055] 图38示出发光元件5的亮度-电流效率特性。
[0056] 图39示出发光元件5的电压-电流特性。
[0057] 图40示出发光元件5的发射光谱。
[0058] 图41示出发光元件5的可靠性。
[0059] 图42示出发光元件6的电流密度-亮度特性。
[0060] 图43示出发光元件6的电压-亮度特性。
[0061] 图44示出发光元件6的亮度-电流效率特性。
[0062] 图45示出发光元件6的电压-电流特性。
[0063] 图46示出发光元件6的发射光谱。
[0064] 图47示出发光元件6的可靠性。
【具体实施方式】
[0065] 下面，参照【专利附图】
【附图说明】本发明的实施方式。注意，本发明不局限于以下说明的内容， 其方式及详细内容在不脱离本发明的宗旨及其范围的情况下可以进行各种各样的改变和 修改。因此，本发明不应该被解释为仅限定在下面的实施方式的记载中。
[0066] (发光元件中的发光的基本过程） 首先，对使用磷光化合物作为客体材料的发光元件中的发光的一般基本过程进行说 明。在此，提供激发能量的分子记为主体分子，而接受激发能量的分子记为客体分子。
[0067] (1)在客体分子中电子和空穴复合，并客体分子处于激发态(直接复合过程）的情 况。
[0068] (1-1)在客体分子的激发态为三重激发态时，客体分子发射磷光。
[0069] (1-2)在客体分子的激发态为单重激发态时，单重激发态的客体分子通过系间跨 越（intersystem crossing)到三重激发态并发射磷光。
[0070] 换言之，在（1)的直接复合过程中，只要客体分子的系间跨越效率及磷光量子产率 高，就可以获得高发光效率。此外，主体分子的T 1能级优选高于客体分子的T i能级。
[0071] (2)在主体分子中电子和空穴复合，并且主体分子处于激发态（能量转移过程）的 情况。
[0072] (2-1)在主体分子的激发态为三重激发态，并且主体分子的T1能级高于客体分子 的T 1能级时，激发能量从主体分子转移到客体分子，因此，客体分子成为三重激发态。三重 激发态的客体分子发射磷光。此外，除非主体分子发射磷光，否则从主体分子的T 1能级到 客体分子的单重激发态能级（S1能级）的能量转移被禁戒，不容易成为主要能量转移过程； 因此，在此省略其说明。换言之，如下述算式（2-1)所示那样，从三重激发态（3Η λ)的主体 分子到三重激发态（3G+)的客体分子的能量转移是重要的(其中IG表示客体分子的单重基 态，IH表示主体分子的单重基态)。
[0073] 3Η* +IG - 1H+3G* (2-1) (2-2)在主体分子的激发态为单重激发态时，并在主体分子的S1能级高于客体分子的 S1能级及T i能级的情况下，激发能量从主体分子转移到客体分子，因此，客体分子成为单重 激发态或三重激发态。三重激发态的客体分子发射磷光。此外，单重激发态的客体分子通 过系间跨越到三重激发态，并发射磷光。
[0074] 换言之，可以存在如下述算式（2-2A)所示那样能量从单重激发态（)的主体分 子转移到单重激发态（IG+ )的客体分子，然后客体分子通过系间跨越成为三重激发态（3G 。的过程、以及如下述算式（2-2Β)所示那样能量从单重激发态（ΠΓ)的主体分子直接转移 到三重激发态（3G+)的客体分子的过程。
[0075] 1Η*+IG - 1H+1G* -(系间跨越）-1H+3G* (2-2Α) 1Η* +IG - 1H+3G* (2-2Β) 当上述（2)中的所有能量转移过程高效地产生时，主体分子的三重激发态能及单重激 发态能的双方高效地转换为客体分子的三重激发态（3G+)。因此，可以实现高效率的发光。 与此相反，在主体分子的激发能量转移到客体分子之前，当主体分子本身由于发射该激发 能量作为光或热而失活时，发光效率降低。
[0076] 接着，对控制上述主体分子和客体分子之间的分子间能量转移过程的因素进行说 明。作为分子间能量转移机理，已提出了以下两个机理。
[0077] -个机理是福斯特（Raster)机理(偶极-偶极相互作用），其中能量转移不需要 分子间的直接接触，并通过主体分子和客体分子间的偶极振荡的共振现象来转移能量。通 过偶极振荡的共振现象，主体分子给客体分子供应能量，由此，主体分子成为基态，且客体 分子成为激发态。另外，以算式（1)示出福斯特机理的速率常数k h_g。
[0078] [算式 1]
【权利要求】
1. 一种发光装置，包括： 阳极上的第一发光层，该第一发光层包含第一磯光化合物、具有电子传输性的第一有 机化合物和具有空穴传输性的第二有机化合物； 所述第一发光层上的第二发光层，该第二发光层包含第二磯光化合物、所述第一有机 化合物和所述第二有机化合物；W及 所述第二发光层上的阴极， 其中，所述第一有机化合物和所述第二有机化合物的激基复合物的发射光谱与所述第 一磯光化合物和所述第二磯光化合物的每一个的吸收光谱重叠， 并且，与所述第二发光层的区域相比，所述第一发光层的区域包含更高比例的所述第 二有机化合物。
2. 根据权利要求1所述的发光装置，其中所述第一磯光化合物与所述第二磯光化合 物不同。
3. 根据权利要求2所述的发光装置，其中与从所述第二发光层发射的光相比，从所述 第一发光层发射的光具有更短的波长。
4. 根据权利要求1所述的发光装置，其中与所述第一磯光化合物和所述第二磯光化 合物的每一个的所述吸收光谱的峰值相比，所述激基复合物的所述发射光谱的峰值具有更 长的波长。
5. 根据权利要求1所述的发光装置，其中与所述第一有机化合物和所述第二有机化 合物的每一个的发射光谱的峰值相比，所述激基复合物的所述发射光谱的峰值具有更长的 波长。
6. 根据权利要求1所述的发光装置，其中所述第一磯光化合物和所述第二磯光化合 物中的至少一个是有机金属配合物。
7. 根据权利要求1所述的发光装置，其中所述第一有机化合物是缺n电子型杂芳族 化合物。
8. 根据权利要求1所述的发光装置，其中所述第二有机化合物是富n电子型杂芳族 化合物或芳香胺化合物。
9. 一种包括根据权利要求1所述的发光装置的电子设备。
10. -种包括根据权利要求1所述的发光装置的照明装置。
11. 一种发光装置，包括： 阳极与阴极之间的至少第一电致发光层和第二电致发光层，该第一电致发光层和该第 二电致发光层中的至少一个包括第一发光层和第二发光层；W及 所述第一电致发光层与所述第二电致发光层之间的电荷产生层， 其中，所述第一发光层包含第一磯光化合物、具有电子传输性的第一有机化合物和具 有空穴传输性的第二有机化合物， 所述第二发光层包含第二磯光化合物、所述第一有机化合物和所述第二有机化合物， 所述第一有机化合物和所述第二有机化合物的激基复合物的发射光谱与所述第一磯 光化合物和所述第二磯光化合物的每一个的吸收光谱重叠， 并且，与所述第二发光层的区域相比，所述第一发光层的区域包含更高比例的所述第 二有机化合物。
12. 根据权利要求11所述的发光装置，其中所述第一磯光化合物与所述第二磯光化 合物不同。
13. 根据权利要求12所述的发光装置，其中与从所述第二发光层发射的光相比，从所 述第一发光层发射的光具有更短的波长。
14. 根据权利要求11所述的发光装置，其中与所述第一磯光化合物和所述第二磯光 化合物的每一个的所述吸收光谱的峰值相比，所述激基复合物的所述发射光谱的峰值具有 更长的波长。
15. 根据权利要求11所述的发光装置，其中与所述第一有机化合物和所述第二有机 化合物的每一个的发射光谱的峰值相比，所述激基复合物的所述发射光谱的峰值具有更长 的波长。
16. 根据权利要求11所述的发光装置，其中所述第一磯光化合物和所述第二磯光化 合物中的至少一个是有机金属配合物。
17. 根据权利要求11所述的发光装置，其中所述第一有机化合物是缺n电子型杂芳 族化合物。
18. 根据权利要求11所述的发光装置，其中所述第二有机化合物是富31电子型杂芳 族化合物或芳香胺化合物。
19. 一种包括根据权利要求11所述的发光装置的电子设备。
20. -种包括根据权利要求11所述的发光装置的照明装置。
【文档编号】H05B33/12GK104471733SQ201380013869
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2013年2月28日 优先权日:2012年3月14日
【发明者】濑尾广美, 下垣智子, 濑尾哲史, 牛洼孝洋, 佐佐木俊毅, 上坂正吾 申请人:株式会社半导体能源研究所
【专利摘要】本发明提供一种外部量子效率高的发光元件。提供一种寿命长的发光元件。一种发光元件，在一对电极之间具有发光层。发光层至少包含磷光化合物、具有电子传输性的第一有机化合物（主体材料）及具有空穴传输性的第二有机化合物（辅助材料）。发光层具有第一发光层和第二发光层的叠层结构，并且，相比第二发光层，第一发光层包含更高比例的第二有机化合物。另外，在发光层（第一发光层及第二发光层）中，第一有机化合物和第二有机化合物的组合形成激基复合物。
【专利说明】发光元件、发光装置、电子设备及照明装置
【技术领域】
[0001] 本发明的一个方式涉及一种通过施加电场来能够提供发光的有机化合物设置在 一对电极之间的发光元件，另外，还涉及一种具有这种发光元件的发光装置、电子设备以及 照明装置。
【背景技术】
[0002] 具有如薄型、轻量、高速响应性及低电压直流驱动等的特征的包含有机化合物作 为发光体的发光元件被期待应用于下一代平板显示器。一般来说，与现有的液晶显示装置 相比，其中发光元件配置为矩阵状的显示装置被认为具有视角宽且可见度高的优点。
[0003] 发光元件的发光机理被认为如下：当在夹有包含发光体的EL层的一对电极之间 施加电压时，从阴极注入的电子和从阳极注入的空穴在EL层的发光中心复合来形成分子 激子，并当该分子激子返回到基态时放出能量且发射光。单重激发态和三重激发态作为激 发态已被了解，并且被认为经过上述任一种激发态都可以获得发光。
[0004] 为了提高这种发光元件的元件特性，已积极地进行元件结构的改进、材料的开发 等(例如，参照专利文献1)。
[0005] [专利文献1]日本专利申请公开2010-182699号公报。
【发明内容】
[0006] 然而，据说现状的发光元件的光取出效率为20%至30%左右。即使考虑到由反射 电极或透明电极的光吸收，包含磷光化合物的发光元件的外部量子效率也有25%左右的极 限。
[0007] 在本发明的一个方式中，提供一种具有高外部量子效率的发光元件。在本发明的 另一个方式中，提供一种寿命长的发光元件。
[0008] 本发明的一个方式是一种发光元件，该发光元件在一对电极之间具有发光层。该 发光层至少包含磷光化合物、具有电子传输性的第一有机化合物(主体材料）以及具有空穴 传输性的第二有机化合物(辅助材料)。发光层具有包括第一发光层和第二发光层的叠层结 构，并且，相比第二发光层，第一发光层包含更高比例的第二有机化合物。在发光层(第一发 光层及第二发光层）中，第一有机化合物和第二有机化合物的组合形成激基复合物。
[0009] 本发明的其他方式是一种发光元件，该发光元件具有在阳极与阴极之间的发光 层、在阳极与发光层之间的空穴传输层以及在阴极与发光层之间的电子传输层。该发光层 是第一发光层和第二发光层的叠层，该第一发光层至少包含磷光化合物、具有电子传输性 的第一有机化合物及具有空穴传输性的第二有机化合物且接触于空穴传输层，该第二发光 层至少包含磷光化合物、具有电子传输性的第一有机化合物及具有空穴传输性的第二有机 化合物且接触于电子传输层。第一有机化合物和第二有机化合物形成激基复合物。相比第 二发光层，第一发光层包含更高比例的第二有机化合物。
[0010] 另外，在上述各方式中，与第一有机化合物(主体材料）和第二有机化合物(辅助材 料）的每一个的发光波长(荧光波长）相比，由第一和第二有机化合物(主体和辅助材料）形 成的激基复合物的发光波长位于长波长一侧。因此，通过形成激基复合物，第一有机化合物 (主体材料)的荧光光谱和第二有机化合物(辅助材料)的荧光光谱可变换为位于更长波长一 侧的发射光谱。
[0011] 因此，由于在发光层中的激基复合物的形成，本发明的一个方式的发光元件可以 利用与第一和第二有机化合物的各发光波长(荧光波长）相比位于长波长一侧的激基复合 物的发射光谱与磷光化合物(客体材料）的吸收光谱的重叠来转移能量，由此该发光元件可 以得到高能量转移效率和高外部量子效率。
[0012] 另外，在上述方式中，发光层中的第一发光层与第二发光层也可以包含相同的磷 光化合物或者不同的磷光化合物。注意，当包含不同的磷光化合物时，从第一发光层发射的 光具有比从第二发光层发射的光短的波长。
[0013] 另外，在上述方式中，激基复合物也可以由第一有机化合物的阴离子及第二有机 化合物的阳离子形成。
[0014] 在上述方式中，磷光化合物也可以是有机金属配合物，第一有机化合物也可以主 要是具有KT 6CmVVs或更高的电子迀移率的电子传输材料，尤其是缺π电子型杂芳族化合 物，并且第二有机化合物也可以主要是具有KT 6CmVVs或更高的空穴迀移率的空穴传输材 料，尤其是富电子型杂芳族化合物或芳香胺化合物。
[0015] 此外，本发明除了具有发光元件的发光装置之外在其范围内还包括具有发光装 置的电子设备及照明装置。本说明书中的发光装置是指图像显示装置及光源(例如，照明 装置)。另外，发光装置包括如下所有模块：连接器诸如柔性印刷电路（Flexible printed circuit :FPC)或载带封装（Tape Carrier Package :TCP)安装在发光装置的模块；印刷线 路板设置在TCP端部的模块；以及集成电路（IC)通过玻璃上芯片（Chip On Glass :COG)方 式直接安装在发光装置上的模块。
[0016] 另外，由于在发光层中的激基复合物的形成，本发明的一个方式的发光元件可以 利用与第一和第二有机化合物的各发光波长(荧光波长）相比位于长波长一侧的激基复合 物的发射光谱与磷光化合物(客体材料）的吸收光谱的重叠来转移能量，由此该发光元件可 以得到高能量转移效率和高外部量子效率。
[0017] 再者，本发明的一个方式中的发光层具有包括第一发光层和第二发光层的叠层结 构。第一发光层和第二发光层都包含具有电子传输性的第一有机化合物(主体材料)和具有 空穴传输性的第二有机化合物(辅助材料)，并且相比第二发光层，该第一发光层包含更高 比例的第二有机化合物(辅助材料)。由此，在发光层内可以使载流子(空穴和电子)平衡，并 且在发光层中形成的激子可以分布在第一发光层与第二发光层之间的界面处。这可以防止 发光层因激子密度的局部增高而劣化。
【专利附图】
【附图说明】
[0018] 图IA和IB表示本发明的一个方式的概念。
[0019] 图2示出根据本发明的一个方式的计算结果。
[0020] 图3A1、3A2、3B1、3B2、3C1和3C2示出根据本发明的一个方式的计算结果。
[0021] 图4表示对本发明的一个方式中应用的激基复合物的能级。
[0022] 图5表示发光元件的结构。
[0023] 图6A和6B都表示发光元件的结构。
[0024] 图7表示发光装置。
[0025] 图8A和8B表示发光装置。
[0026] 图9A至9D表不电子设备。
[0027] 图IOA至IOC表不电子设备。
[0028] 图11表示照明装置。
[0029] 图12表示发光元件1的结构。
[0030] 图13示出发光元件1的电流密度-亮度特性。
[0031] 图14示出发光元件1的电压-亮度特性。
[0032] 图15示出发光元件1的亮度-电流效率特性。
[0033] 图16示出发光元件1的电压-电流特性。
[0034] 图17示出发光元件1的发射光谱。
[0035] 图18示出发光元件1的可靠性。
[0036] 图19示出发光元件2的电流密度-亮度特性。
[0037] 图20示出发光元件2的电压-亮度特性。
[0038] 图21示出发光元件2的亮度-电流效率特性。
[0039] 图22示出发光元件2的电压-电流特性。
[0040] 图23示出发光元件2的发射光谱。
[0041] 图24表示发光元件3的结构。
[0042] 图25示出发光元件3的电流密度-亮度特性。
[0043] 图26示出发光元件3的电压-亮度特性。 [0044] 图27示出发光元件3的亮度-电流效率特性。
[0045] 图28示出发光元件3的电压-电流特性。
[0046] 图29示出发光元件3的发射光谱。
[0047] 图30示出发光元件4的电流密度-亮度特性。
[0048] 图31示出发光元件4的电压-亮度特性。
[0049] 图32示出发光元件4的亮度-电流效率特性。
[0050] 图33示出发光元件4的电压-电流特性。
[0051] 图34示出发光元件4的发射光谱。
[0052] 图35示出发光元件4的可靠性。
[0053] 图36示出发光元件5的电流密度-亮度特性。
[0054] 图37示出发光元件5的电压-亮度特性。
[0055] 图38示出发光元件5的亮度-电流效率特性。
[0056] 图39示出发光元件5的电压-电流特性。
[0057] 图40示出发光元件5的发射光谱。
[0058] 图41示出发光元件5的可靠性。
[0059] 图42示出发光元件6的电流密度-亮度特性。
[0060] 图43示出发光元件6的电压-亮度特性。
[0061] 图44示出发光元件6的亮度-电流效率特性。
[0062] 图45示出发光元件6的电压-电流特性。
[0063] 图46示出发光元件6的发射光谱。
[0064] 图47示出发光元件6的可靠性。
【具体实施方式】
[0065] 下面，参照【专利附图】
【附图说明】本发明的实施方式。注意，本发明不局限于以下说明的内容， 其方式及详细内容在不脱离本发明的宗旨及其范围的情况下可以进行各种各样的改变和 修改。因此，本发明不应该被解释为仅限定在下面的实施方式的记载中。
[0066] (发光元件中的发光的基本过程） 首先，对使用磷光化合物作为客体材料的发光元件中的发光的一般基本过程进行说 明。在此，提供激发能量的分子记为主体分子，而接受激发能量的分子记为客体分子。
[0067] (1)在客体分子中电子和空穴复合，并客体分子处于激发态(直接复合过程）的情 况。
[0068] (1-1)在客体分子的激发态为三重激发态时，客体分子发射磷光。
[0069] (1-2)在客体分子的激发态为单重激发态时，单重激发态的客体分子通过系间跨 越（intersystem crossing)到三重激发态并发射磷光。
[0070] 换言之，在（1)的直接复合过程中，只要客体分子的系间跨越效率及磷光量子产率 高，就可以获得高发光效率。此外，主体分子的T 1能级优选高于客体分子的T i能级。
[0071] (2)在主体分子中电子和空穴复合，并且主体分子处于激发态（能量转移过程）的 情况。
[0072] (2-1)在主体分子的激发态为三重激发态，并且主体分子的T1能级高于客体分子 的T 1能级时，激发能量从主体分子转移到客体分子，因此，客体分子成为三重激发态。三重 激发态的客体分子发射磷光。此外，除非主体分子发射磷光，否则从主体分子的T 1能级到 客体分子的单重激发态能级（S1能级）的能量转移被禁戒，不容易成为主要能量转移过程； 因此，在此省略其说明。换言之，如下述算式（2-1)所示那样，从三重激发态（3Η λ)的主体 分子到三重激发态（3G+)的客体分子的能量转移是重要的(其中IG表示客体分子的单重基 态，IH表示主体分子的单重基态)。
[0073] 3Η* +IG - 1H+3G* (2-1) (2-2)在主体分子的激发态为单重激发态时，并在主体分子的S1能级高于客体分子的 S1能级及T i能级的情况下，激发能量从主体分子转移到客体分子，因此，客体分子成为单重 激发态或三重激发态。三重激发态的客体分子发射磷光。此外，单重激发态的客体分子通 过系间跨越到三重激发态，并发射磷光。
[0074] 换言之，可以存在如下述算式（2-2A)所示那样能量从单重激发态（)的主体分 子转移到单重激发态（IG+ )的客体分子，然后客体分子通过系间跨越成为三重激发态（3G 。的过程、以及如下述算式（2-2Β)所示那样能量从单重激发态（ΠΓ)的主体分子直接转移 到三重激发态（3G+)的客体分子的过程。
[0075] 1Η*+IG - 1H+1G* -(系间跨越）-1H+3G* (2-2Α) 1Η* +IG - 1H+3G* (2-2Β) 当上述（2)中的所有能量转移过程高效地产生时，主体分子的三重激发态能及单重激 发态能的双方高效地转换为客体分子的三重激发态（3G+)。因此，可以实现高效率的发光。 与此相反，在主体分子的激发能量转移到客体分子之前，当主体分子本身由于发射该激发 能量作为光或热而失活时，发光效率降低。
[0076] 接着，对控制上述主体分子和客体分子之间的分子间能量转移过程的因素进行说 明。作为分子间能量转移机理，已提出了以下两个机理。
[0077] -个机理是福斯特（Raster)机理(偶极-偶极相互作用），其中能量转移不需要 分子间的直接接触，并通过主体分子和客体分子间的偶极振荡的共振现象来转移能量。通 过偶极振荡的共振现象，主体分子给客体分子供应能量，由此，主体分子成为基态，且客体 分子成为激发态。另外，以算式（1)示出福斯特机理的速率常数k h_g。
[0078] [算式 1]
【权利要求】
1. 一种发光装置，包括： 阳极上的第一发光层，该第一发光层包含第一磯光化合物、具有电子传输性的第一有 机化合物和具有空穴传输性的第二有机化合物； 所述第一发光层上的第二发光层，该第二发光层包含第二磯光化合物、所述第一有机 化合物和所述第二有机化合物；W及 所述第二发光层上的阴极， 其中，所述第一有机化合物和所述第二有机化合物的激基复合物的发射光谱与所述第 一磯光化合物和所述第二磯光化合物的每一个的吸收光谱重叠， 并且，与所述第二发光层的区域相比，所述第一发光层的区域包含更高比例的所述第 二有机化合物。
2. 根据权利要求1所述的发光装置，其中所述第一磯光化合物与所述第二磯光化合 物不同。
3. 根据权利要求2所述的发光装置，其中与从所述第二发光层发射的光相比，从所述 第一发光层发射的光具有更短的波长。
4. 根据权利要求1所述的发光装置，其中与所述第一磯光化合物和所述第二磯光化 合物的每一个的所述吸收光谱的峰值相比，所述激基复合物的所述发射光谱的峰值具有更 长的波长。
5. 根据权利要求1所述的发光装置，其中与所述第一有机化合物和所述第二有机化 合物的每一个的发射光谱的峰值相比，所述激基复合物的所述发射光谱的峰值具有更长的 波长。
6. 根据权利要求1所述的发光装置，其中所述第一磯光化合物和所述第二磯光化合 物中的至少一个是有机金属配合物。
7. 根据权利要求1所述的发光装置，其中所述第一有机化合物是缺n电子型杂芳族 化合物。
8. 根据权利要求1所述的发光装置，其中所述第二有机化合物是富n电子型杂芳族 化合物或芳香胺化合物。
9. 一种包括根据权利要求1所述的发光装置的电子设备。
10. -种包括根据权利要求1所述的发光装置的照明装置。
11. 一种发光装置，包括： 阳极与阴极之间的至少第一电致发光层和第二电致发光层，该第一电致发光层和该第 二电致发光层中的至少一个包括第一发光层和第二发光层；W及 所述第一电致发光层与所述第二电致发光层之间的电荷产生层， 其中，所述第一发光层包含第一磯光化合物、具有电子传输性的第一有机化合物和具 有空穴传输性的第二有机化合物， 所述第二发光层包含第二磯光化合物、所述第一有机化合物和所述第二有机化合物， 所述第一有机化合物和所述第二有机化合物的激基复合物的发射光谱与所述第一磯 光化合物和所述第二磯光化合物的每一个的吸收光谱重叠， 并且，与所述第二发光层的区域相比，所述第一发光层的区域包含更高比例的所述第 二有机化合物。
12. 根据权利要求11所述的发光装置，其中所述第一磯光化合物与所述第二磯光化 合物不同。
13. 根据权利要求12所述的发光装置，其中与从所述第二发光层发射的光相比，从所 述第一发光层发射的光具有更短的波长。
14. 根据权利要求11所述的发光装置，其中与所述第一磯光化合物和所述第二磯光 化合物的每一个的所述吸收光谱的峰值相比，所述激基复合物的所述发射光谱的峰值具有 更长的波长。
15. 根据权利要求11所述的发光装置，其中与所述第一有机化合物和所述第二有机 化合物的每一个的发射光谱的峰值相比，所述激基复合物的所述发射光谱的峰值具有更长 的波长。
16. 根据权利要求11所述的发光装置，其中所述第一磯光化合物和所述第二磯光化 合物中的至少一个是有机金属配合物。
17. 根据权利要求11所述的发光装置，其中所述第一有机化合物是缺n电子型杂芳 族化合物。
18. 根据权利要求11所述的发光装置，其中所述第二有机化合物是富31电子型杂芳 族化合物或芳香胺化合物。
19. 一种包括根据权利要求11所述的发光装置的电子设备。
20. -种包括根据权利要求11所述的发光装置的照明装置。
【文档编号】H05B33/12GK104471733SQ201380013869
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2013年2月28日 优先权日:2012年3月14日
【发明者】濑尾广美, 下垣智子, 濑尾哲史, 牛洼孝洋, 佐佐木俊毅, 上坂正吾 申请人:株式会社半导体能源研究所
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